(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が開口した箱型のルーバー本体の内部に断熱材を敷き詰める工程と、
上面に配管用の溝が形成された第一の集熱板材を前記断熱材の上面に載置する工程と、
前記溝に集熱管を配管する工程と、
第二の集熱板材により前記ルーバー本体の開口部を遮蔽しつつ前記両集熱板材により前記集熱管を挟持する工程と、
前記第二の集熱板材の表面に太陽電池モジュールを設置する工程と、を備えることを特徴とする、ルーバーの製造方法。
【請求項２】
上面が開口した箱型のルーバー本体の内部に断熱材を敷き詰める工程と、
背面に配管用の溝が形成された集熱板材を用意するとともに前記溝に集熱管を配管し、前記集熱管を、前記溝の内面に当接させる工程と、
前記背面を前記断熱材に対向させた状態で、前記集熱板材により前記ルーバー本体の開口部を遮蔽する工程と、
前記集熱板材の表面に太陽電池モジュールを設置する工程と、を備えることを特徴とする、ルーバーの製造方法。
【請求項３】
前記太陽電池モジュールが表面に設置される前記集熱板材と当該太陽電池モジュールとの間に、軟質系高熱伝導材料が介設されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のルーバーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルーバーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギーを利用することで、二酸化炭素の排出量の低減化を図る技術が多数開発されている。
【０００３】
例えば、太陽光発電は、発電時に二酸化炭素を排出することがなく、クリーンなエネルギーとして注目されている。
また、太陽集熱器は、効率的に太陽エネルギーを利用することを可能としている。
【０００４】
従来、太陽光発電と太陽集熱器は、個別の設備として存在し、発電と熱回収とを実施する場合には、広大な設置スペースを確保する必要があった。
【０００５】
そのため、本出願人は、特許文献１に示すように、表面に太陽電池を設置するとともに内部の空間に集熱用管路を配管したルーバーを開発した。このルーバーにより、比較的狭いスペースにおける太陽光発電と熱回収とを同時に行うことが可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−５８３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記ルーバーにおいて、集熱用管路により効率的に熱吸収を行うためには、太陽電池の背面に集熱用管路が接触しているのが望ましいが、この配管作業には手間がかかる。
また、集熱用管路は、円形断面であるのが一般的であるため、太陽電池の背面と集熱用管路との接触面積が小さく、熱吸収効率の改善が求められていた。
【０００８】
本発明は、熱回収効率を向上させることを可能とし、かつ、製造時の効率化を図ることも可能とした、ルーバーの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、第一の発明に係るルーバーの製造方法は、上面が開口した箱型のルーバー本体の内部に断熱材を敷き詰める工程と、上面に配管用の溝が形成された第一の集熱板材を前記断熱材の上面に載置する工程と、前記溝に集熱管を配管する工程と、第二の集熱板材により前記ルーバー本体の開口部を遮蔽しつつ前記両集熱板材により前記集熱管を挟持する工程と、前記第二の集熱板材の表面に太陽電池モジュールを設置する工程とを備えることを特徴としている。
【００１０】
また、第二の発明に係るルーバーの製造方法は、上面が開口した箱型のルーバー本体の内部に断熱材を敷き詰める工程と、背面に配管用の溝が形成された集熱板材を用意するとともに前記溝に集熱管を配管し、前記集熱管を、前記溝の内面に当接させる工程と、前記背面を前記断熱材に対向させた状態で、前記集熱板材により前記ルーバー本体の開口部を遮蔽する工程と、前記集熱板材の表面に太陽電池モジュールを設置する工程とを備えることを特徴としている。
【００１１】
かかるルーバーの製造方法によれば、集熱管の配管作業が容易である。
また、集熱管の外周面の全体が集熱板材に接するようになるので、熱吸収率が高まる。つまり、集熱板材が面で太陽電池に接している状態を形成することができるので、熱吸収効率の高いルーバーを製造することができる。
【００１２】
なお、前記太陽電池モジュールが表面に設置される前記集熱板材と当該太陽電池モジュールとの間に、軟質系高熱伝導材料を介設すれば、集熱板材と太陽電池モジュールとの密着度が向上するので、熱吸収率をより向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のルーバーの製造方法によれば、熱回収効率を向上させることが可能となり、かつ、製造時の効率化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るルーバーの正面図である。
【図２】図１に示すルーバーの断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、第一の実施形態に係るルーバーの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、第二の実施形態に係るルーバーの製造方法の各工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第一の実施形態＞
第一の実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態では、建物等の構造物の壁面に沿って配設されたルーバー１の製造方法について説明する。ルーバー１は、日除けの機能の他に、太陽光発電と熱エネルギーの回収とを可能にする高機能ルーバーである。
【００１６】
ルーバー１は、図１に示すように、支柱２に横架されるとともに、他のルーバー１と所定の間隔をあけて上下方向に並設されている。ルーバー１は、日光が直接構造物に照射することを防止すると同時に、ルーバー１同士の間からの通風も可能としている。
【００１７】
なお、支柱２は、ルーバー１，１，…を支持する部材であって、本実施形態では、ルーバー１，１，…の左右に１本ずつ配設されている。
支柱２の構成は限定されるものではないが、例えば、Ｈ型鋼により構成すればよい。また、支柱２の本数や配置は限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【００１８】
ルーバー１は、図２に示すように、ルーバー本体１０と、断熱材１１と、集熱管１２と、集熱体１３とを備えて構成されている。また、ルーバー１（集熱体１３）の表面には、太陽電池モジュール３が設置されている。
【００１９】
ルーバー本体１０は、表面側（上面側）が開口した断面矩形状の箱型部材により構成されている。ルーバー本体１０の内部には、断熱材１１の配置と集熱管１２の配管が可能な空間が形成されている。
ルーバー本体１０の開口部は、集熱体１３により覆われている。
【００２０】
ルーバー本体１０を構成する材料は限定されるものではないが、本実施形態では、アルミニウム合金により構成する。また、ルーバー本体１０の形状も、内部に断熱材１１および集熱管１２を配置することが可能であれば、限定されない。
【００２１】
断熱材１１は、ルーバー本体１０の底部に敷き詰められている。本実施形態では、断熱材１１と集熱体１３との間に隙間が形成されているが、断熱材１１は、ルーバー本体１０の内部において、集熱体１３（集熱管１２）とルーバー本体１０との間に隙間なく充填されているのが望ましい。
断熱材１１を構成する材料は限定されるものではなく、例えばグラスウールや発泡樹脂等を使用すればよい。
また、断熱材１１の内部に水が浸入することを防ぐため、断熱材１１全体を図示しない防水シート等で包む工夫を施すことが望ましい。
【００２２】
集熱管１２は、内部に冷却液ｗが通液されることで、ルーバー１の熱を吸収する。集熱管１２を構成する材料は限定されるものではないが、熱伝導率の高い金属管が望ましい。
本実施形態では、集熱管１２として既成の管材を使用する。
【００２３】
集熱管１２は、集熱体１３の全体を冷却することが可能となるように、集熱体１３に接した状態で配管されている。なお、複数本の集熱管１２を並設してもよいし、複数の曲部を備えた１本の集熱管１２を配管してもよい。
【００２４】
集熱管１２に通液される冷却液ｗは、日光により高温となったルーバー１の冷却が可能な液体であれば限定されるものではなく、例えば、上水や空調装置の冷媒等を使用すればよい。
【００２５】
集熱管１２への冷却液ｗの送液は、左右の支柱２，２に沿って配置された管路２１，２１を介して行う（図１参照）。
なお、一方の管路２１は、集熱管１２に冷却液ｗを供給する供給路２１ａであり、他方の管路２１は、集熱管１２から排出された冷却水を排液する排水路２１ｂである。
【００２６】
集熱体１３は、ルーバー本体１０の開口部を塞ぐように配設されている。
集熱体１３の表面には、太陽電池モジュール３が設置されており、背面には断熱材１１が配設されている。
【００２７】
本実施形態の集熱体１３は、第一の集熱板材１４と、第二の集熱板材１５とを重ね合わせることにより構成されている。第一の集熱板材１４と第二の集熱板材１５の間には、集熱管１２が配管されている。第一の集熱板材１４と第二の集熱板材１５は、集熱管１２を挟持している。
【００２８】
第一の集熱板材１４は、熱伝導率の高い板材からなり、集熱管１２の配管が可能となるように、溝１４ａが形成されている。
本実施形態の溝１４ａは、半円状に形成されていて、溝１４ａの内面と集熱管１２の外面は密着している。
【００２９】
第二の集熱板材１５は、熱伝導率の高い板材により構成されていて、第一の集熱板材１４の上面を覆っている。そして、第二の集熱板材１５の背面は、集熱管１２に当接している。
【００３０】
太陽電池モジュール３は、図１に示すように、複数枚の太陽電池セル３０，３０，…が並設されることにより構成されている。
本実施形態では、太陽電池セル３０として、矩形状のものを採用し、他の太陽電池セル３０と所定の間隔をあけて配置している。
【００３１】
本実施形態では、集熱体１３と太陽電池モジュール３との間に熱伝導シート４（軟質系高熱伝導材料）が介設されている。熱伝導シート４を構成する材料としては、例えばシリコン系の熱伝導シート（熱伝導パッド）やアクリル系の熱伝導シート（熱伝導パッド）等を使用する。
なお、熱伝導シート４は、必要に応じて設置すればよく、例えば、集熱体１３と太陽電池モジュール３とが直接密着しているような場合等には、省略してもよい。また、熱伝導シート４の材質は限定されない。
【００３２】
次に、本実施形態のルーバーの製造方法について説明する。
ルーバーの製造方法は、断熱材敷詰工程と、第一板材配置工程と、配管工程と、第二板材配置工程と、太陽電池モジュール設置工程とを備えている。
【００３３】
断熱材敷詰工程は、図３の（ａ）に示すように、ルーバー本体１０の内部に断熱材１１を敷き詰める工程である。
断熱材１１は、平置きされたルーバー本体１０の内部に、均等に敷き詰める。なお、断熱材敷詰工程におけるルーバー本体１０の向きは限定されるものではない。
【００３４】
第一板材配置工程は、図３の（ｂ）に示すように、上面に配管用の溝１４ａが形成された第一の集熱板材１４を断熱材１１の上面に載置する工程である。
第一の集熱板材１４は、断熱材１１を上から押さえるように載置する。
なお、第一の集熱板材１４は、必要に応じて治具等によりルーバー本体１０に固定しておいてもよい。
【００３５】
配管工程は、図３の（ｃ）に示すように、第一の集熱板材１４の溝１４ａに集熱管１２を配管する工程である。
集熱管１２の配管は、集熱管１２の下半部を溝１４ａに嵌め込むことにより行う。
【００３６】
第二板材配置工程は、図３の（ｄ）に示すように、第二の集熱板材１５を配置する工程である。
第二の集熱板材１５は、第一の集熱板材１４の上面に重ね合わせるように配置するとともに、ルーバー本体１０の開口部を遮蔽する。
【００３７】
このとき、第二の集熱板材１５は、集熱管１２を押さえつけるように配置し、第一の集熱板材１４との間に集熱管１２を挟み込む。集熱管１２を押さえつけることで、集熱管１２は扁平状に変形し、集熱管１２の下半部と溝１４ａとが密着するとともに、集熱管１２と第二の集熱板材１５との当接面積が大きくなる。
【００３８】
本実施形態では、第二の集熱板材１５の端部（周縁部）において、リベット１５ａ，１５ａにより、第二の集熱板材１５をルーバー本体１０に固定する。
なお、第二の集熱板材１５の固定方法は限定されるものではない。
【００３９】
太陽電池モジュール設置工程は、ルーバー１の表面に太陽電池モジュール３を設置する工程である。
【００４０】
本実施形態では、第二の集熱板材１５の表面に熱伝導シート４を設置した後、太陽電池モジュール３で熱伝導シート４を押し付けながら太陽電池モジュール３の端部（周縁部）をルーバー本体１０に固定する。
こうすることで、太陽電池モジュール３と第二の集熱板材１５の表面との間に熱伝導シート４が介在するようになる。
【００４１】
本実施形態のルーバーの製造方法によれば、熱回収効率に優れたルーバー１を提供することができる。すなわち、ルーバー１は、集熱体１３が太陽電池モジュール３に面的に対峙するとともに、集熱管１２と集熱体１３との接触面積が大きいため、熱回収効率が高い。さらに、断熱材１１を配置しているため、ルーバー１の裏側への熱損失を軽減させることができる。
なお、集熱管１２は、集熱体１３および熱伝導シート４を介して、効果的に熱回収を行う。
【００４２】
また、ルーバー１によれば、集熱管１２として、既成の管材を使用しているため、漏水の心配が少ない。
なお、ルーバー本体１０および集熱体１３を、押出形材にて製作すれば、製造コストの低減化が可能である。
【００４３】
集熱体１３の長さをルーバー本体１０の長さよりも短くすれば、太陽電池の端子箱との干渉を回避することも可能である。
【００４４】
さらに、ルーバー１によれば、集熱管１２内を流通する冷却液ｗがルーバー本体１０の熱を吸収するため、ルーバー１が高温になることが抑制される。
また、ルーバー１の熱を吸収した冷却液ｗを各種の熱源等として利用すれば、例えば給湯等の消費エネルギーの省力化を図り、二酸化炭素（ＣＯ２）排出量の削減を行うことができる。
【００４５】
また、集熱管１２により熱を吸収するため、ルーバー１が高温になることを防止することができ、ひいては、太陽電池モジュール３の発電効率が低下することを防止できる。
【００４６】
＜第二の実施形態＞
第二の実施形態のルーバー１は、支柱２に横架されるとともに、他のルーバー１と所定の間隔をあけて上下方向に並設されている（図１参照）。
なお、支柱２の構成は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００４７】
ルーバー１は、図４の（ｅ）に示すように、ルーバー本体１０と、断熱材１１と、集熱管１２と、集熱板材１６とを備えて構成されている。また、ルーバー１（集熱板材１６）の表面には、太陽電池モジュール３が設置されている。
なお、ルーバー本体１０、断熱材１１および太陽電池モジュール３の構成は、第一の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００４８】
集熱管１２は、内部に冷却液ｗが通液されることで、ルーバー１の熱を吸収する。集熱管１２を構成する材料は限定されるものではないが、熱伝導率の高い金属管が望ましい。
本実施形態では、集熱管１２として既成の管材を使用する。
【００４９】
集熱管１２は、集熱板材１６の全体を冷却することが可能となるように、集熱板材１６の背面に接した状態で配管されている。
なお、集熱管１２は、複数本並設させることで集熱板材１６のほぼ全面に配管させてもよいし、複数の曲部を備えた１本の集熱管１２を配管することで集熱板材１６のほぼ全面に配管させてもよい。
【００５０】
集熱管１２に通液される冷却液ｗは、日光により高温となったルーバー１の冷却が可能な液体であれば限定されるものではなく、例えば、上水や空調装置の冷媒等を使用すればよい。
【００５１】
集熱管１２への冷却液ｗの送液は、左右の支柱２，２に沿って配置された管路２１，２１を介して行う（図１参照）。
【００５２】
集熱板材１６は、ルーバー本体１０の開口部を塞ぐように配設されている。
集熱板材１６の表面側には、太陽電池モジュール３が設置されており、背面側には断熱材１１が配設されている。
【００５３】
集熱板材１６は、熱伝導率の高い板材により構成されている。集熱板材１６の背面には集熱管１２がキャップ材１７を介して固定されている。
図４の（ｂ）に示すように、集熱板材１６の背面（図面では上面）には、集熱管１２を配管するための溝部１６ａが一体に形成されている。溝部１６ａには、集熱管１２の外径と同等の半径を有する断面半円形の溝１６ｂが形成されている。溝部１６ａには、キャップ材１７が固定される。
【００５４】
キャップ材１７は、図４の（ｃ）に示すように、断面円弧状を呈している。キャップ材１７を溝部１６ａと組み合わせると、集熱管１２の断面形状と同等の内空断面を有した筒状部分が形成される。
キャップ材１７の材質は限定されるものではないが、熱伝導率の高い材料により構成するのが望ましい。
【００５５】
次に、本実施形態のルーバーの製造方法について説明する。
ルーバーの製造方法は、断熱材敷詰工程と、配管工程と、板材配置工程と、太陽電池モジュール設置工程とを備えている。
【００５６】
断熱材敷詰工程は、図４の（ａ）に示すように、ルーバー本体１０の内部に断熱材１１を敷き詰める工程である。
断熱材１１は、平置きされたルーバー本体１０の内部に、均等に敷き詰める。なお、断熱材敷詰工程におけるルーバー本体１０の向きは限定されるものではない。
また、断熱材１１の内部に水が浸入することを防ぐため、断熱材１１全体を図示しない防水シート等で包む工夫を施すことが望ましい。
【００５７】
配管工程は、図４の（ｂ）に示すように、集熱板材１６の溝１６ｂに集熱管１２を配管する工程である。
【００５８】
集熱管１２は、溝部１６ａに嵌め込み、集熱管１２の外面を溝部１６ａの内面に密着させる。
集熱管１２を溝１６ｂに配管したら、キャップ材１７を溝部１６ａに固定して、集熱管１２を集熱板材１６に当接させた状態で固定する。なお、キャップ材１７の固定方法は限定されるものではなく、ビス止めや接着の他、例えば、溝１６ａとキャップ材１７のそれぞれに係止部を形成しておき、係止部を互いに係合させることにより固定してもよい。
【００５９】
板材配置工程は、図４の（ｃ）に示すように、集熱板材１６を断熱材１１の上面に載置する工程である。
集熱板材１６は、集熱管１２側（背面）を断熱材１１に対向させた状態で、断熱材１１に載置し、集熱板材１６でルーバー本体１０の開口部を閉塞する。
このとき、集熱板材１６は、断熱材１１を上から押さえつけるように配置する。
【００６０】
本実施形態では、集熱板材１６の端部（周縁部）をルーバー本体１０の段部に載置し、リベット１５ａにより、集熱板材１６をルーバー本体１０の段部に固定する。
なお、集熱板材１６の固定方法は限定されるものではなく、例えばボルトにより固定してもよい。
【００６１】
太陽電池モジュール設置工程は、図４の（ｅ）に示すように、ルーバー１の表面に太陽電池モジュール３を設置する工程である。
【００６２】
本実施形態では、集熱板材１６の表面に熱伝導シート４（軟質系高熱伝導材料）を設置した後、太陽電池モジュール３で熱伝導シート４を押し付けながら端部をルーバー本体１０に固定する。
【００６３】
本実施形態のルーバーの製造方法によれば、第一の実施形態で示したルーバーの製造方法により製造されたルーバー１と同様の作用効果を得ることができる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【００６５】
例えば、前記実施形態では、建物の壁面に沿って複数のルーバーを配置する場合について説明したが、ルーバーの設置箇所は限定されるものではなく、例えば、建物の屋上や屋上機械室の目隠し壁として配置してもよい。また、建物の用途、形状、規模等は限定されるものではない。
ルーバーについて、支柱を介して上下方向に並設する場合について説明したが、ルーバーを横方向に並設してもよい。
【００６６】
また、集熱管の断面形状は円形断面に限定されるものではなく、例えば矩形断面であってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１      ルーバー
１０    ルーバー本体
１１    断熱材
１２    集熱管
１３    集熱体
１４    第一の集熱板材
１４ａ  溝
１５    第二の集熱板材
１６    集熱板材
１６ａ  溝部
１６ｂ  溝
３      太陽電池モジュール
４      熱伝導シート（軟質系高熱伝導材料）
【図１】
0005715553.tif 000002
【図２】
0005715553.tif 000003
【図３】
0005715553.tif 000004
【図４】
0005715553.tif 000005